设数列 $\{a_n\},\{b_n\}$ 满足 $a_1=a_2=1$，$b_1=1$，$b_2=3$，$a_{n+2}=4a_{n+1}-5a_n$，$b_{n+2}=4b_{n+1}-5b_n$，其中 $n\in\mathbb N^{\ast}$，求证：$|a_1b_1|+|a_2b_2|+\cdots+|a_nb_n|<5^n$．
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
略
【解析】
题中两个递推数列的特征根均为 $2\pm {\rm i}$，于是\[a_n=\dfrac{1+{\rm i}}2\cdot (2+{\rm i})^{n-1}+\dfrac{1-{\rm i}}{2}\cdot (2-{\rm i})^{n-1},\]且\[b_n=\dfrac{1-{\rm i}}2\cdot (2+{\rm i})^{n-1}+\dfrac{1+{\rm i}}{2}\cdot (2-{\rm i})^{n-1},\]因此\[\begin{split} a_nb_n&=\left|\dfrac{(3-4{\rm i})^{n-1}+(3+4{\rm i})^{n-1}}{2}\right|\\
&={\rm Re}(3+4{\rm i})^{n-1}\\
&<5^{n-1},\end{split}\]于是\[|a_1b_1|+|a_2b_2|+\cdots+|a_nb_n|<\dfrac{5^n-1}{4}<5^n,\]因此原不等式得证．
&={\rm Re}(3+4{\rm i})^{n-1}\\
&<5^{n-1},\end{split}\]于是\[|a_1b_1|+|a_2b_2|+\cdots+|a_nb_n|<\dfrac{5^n-1}{4}<5^n,\]因此原不等式得证．
答案
解析
备注
